1.1 Выразите единицу энергии Ku в Джоулях. Рассчитайте ее численное значение.

В ходе измерений вам необходимо измерять времена , за которые стержень совершает оборотов. Пусть эта зависимость приближенно описывается формулой:

где – некоторые постоянные.

1.2 Получите формулу для расчета скорости и кинетической энергии в единицах Ku в зависимости от координаты , которую формально можете считать непрерывной. Выразите через параметры .

Пусть потенциальная энергия принимается равной нулю в положении стержня (2) и ее зависимость от координаты приближенно описывается формулой:

Обозначим как время раскручивания стержня из начального положения (3) до нижнего положения (4), тогда в этих условиях приближенная зависимость описывается формулой .

1.3 Выразите показатель степени через показатель степени .

2.1 Результаты измерений занесите в Таблицу 1.

2.2 Постройте график закона движения .

Для расчета скорости стержня по экспериментальным данным используйте симметричную формулу

2.3 Рассчитайте по экспериментальным данным значения кинетических энергий для всех измеренных значений координаты . Результаты измерений занесите в Таблицу 1 в столбец « (эксп.)».

2.4 Постройте график полученной зависимости . Обозначьте его №1.

2.5 Запишите формулу для потенциальной энергии стержня , выразив ее через .

2.6 Постройте в логарифмическом масштабе зависимость от числа оборотов .

2.7 Рассчитайте значения параметров зависимости и оцените их погрешности.

2.8 Используя найденные значения параметров , рассчитайте значения кинетической энергии в соответствии с п. 1.2. Результаты измерений занесите в Таблицу 1 в столбец «» (теор.).

2.9 Постройте график рассчитанной зависимости кинетической энергии стержня на том же графике п. 2.4. Обозначьте его №2.

3.1 Измерьте значения времен , за которые стрежень делает оборотов из начального положения.

3.2 Постройте в логарифмическом масштабе зависимость на подготовленных частях Writing Sheets.

3.3 По 6 последним точкам (для значений от 5 до 10) проведите сглаживающую прямую линию.

3.4 По построенному линейному графику определите значения параметров и , указав формулы для их расчета.

3.5 Рассчитайте значения изменения кинетической энергии стержня при изменении координаты от 5 до 10. Приведите формулу для расчета этой величины.

Обобщите полученные результаты. Для этого будем считать, что стержень раскручивается из начального положения .

3.6 Используя полученные в этой части данные, рассчитайте значения кинетической энергии стержня после оборотов. Постройте на графике п. 2.4 график полученной в этой части зависимости. Обозначьте его №3.

4.1 Измерьте зависимость времени полного раскручивания стержня от числа оборотов для значений .

4.2 Оцените погрешность измерения времени раскручивания для . Для этого проведите не менее 5 измерений этого времени.

4.3 Постройте в логарифмическом масштабе полученную зависимость .

4.4 Считая, что эта зависимость описывается формулой , определите показатель степени в этой формуле.

4.5 Используя найденное значение показателя степени , рассчитайте значение показателя степени в формуле зависимости потенциальной энергии от координаты .

Считайте, что раскручивания стержня начинается с положения .

4.6 Рассчитайте значения кинетической энергии стержня после оборотов. Приведите формулы, которые вы использовали для расчета .

Значение коэффициента в формуле подберите таким образом, чтобы значение кинетической энергии при , совпадало со значением этой энергии, рассчитанным в п. 3.6.

4.7 Постройте на графике п. 2.4 график полученной в этой части зависимости. Обозначьте его №4.